Al_2O_3-ZrO_2-MgAl_2O_4三元纳米复相陶瓷的微观组织和力学性能  

Microstructure and Mechanical Properties of a Three-phase Alumina-zirconia-Spinel Nanocomposite Ceramic

作　　者：陈国清[1] 谢杰[1] 王旭东[1] 董红刚[1] 侯晓多[1] 

机构地区：[1]大连理工大学材料科学与工程学院

出　　处：《航空材料学报》2008年第5期73-77,共5页Journal of Aeronautical Materials

基　　金：国家自然科学基金资助项目(批准号:50505005);模具技术国家重点实验室开放基金资助项目(07-11)

摘　　要：采用溶胶-凝胶法制备Al2O3-ZrO2-MgAl2O4纳米复合粉体。利用真空热压烧结技术制备了Al2O3-30mol%ZrO2-30mol%MgAl2O4(AZ30S30)三元纳米复相陶瓷。微观组织研究表明:所得纳米复相陶瓷是一种典型的"晶间/晶内"复合型纳米结构,基体氧化铝和第二相均为等轴状,氧化铝晶间散布着氧化锆和尖晶石第二相晶粒,同时有大量的球形氧化锆小颗粒分散在基体氧化铝晶粒内。对不同晶粒尺度复相陶瓷的断裂韧性测试及纳米压痕实验表明:微米级复相陶瓷的最大硬度为22GPa,而纳米复相陶瓷具有更好的力学性能,其硬度随着晶粒尺寸的减小而增加,最大可达35GPa。微米级复相陶瓷的断裂韧性为8.9MPa.m1/2,而纳米复相陶瓷的断裂韧性为10.04MPa.m1/2,其增韧机理主要为ZrO2相变复合增韧、"内晶"型纳米颗粒韧化以及细晶韧化。Alumina-30mol%zirconia-30mol%spinel(AZ30S30) nanocomposite powders were synthesized by using sol-gel method.A three-phase alumina-zirconia-spinel nanocomposite ceramic was prepared by using hot-pressing sintering.The microstructure observation demonstrates that as-sintered ceramic is a typical inter/intra granular nano-structured composite.Both the matrix alumina grains and the second phase grains are equiaxed.The inter-granular zirconia grains and spinel grains are uniformly distributed in alumina matrix.T...

关 键 词：纳米复相陶瓷 微观组织 断裂韧性 增韧机理 

分 类 号：TB381[一般工业技术—材料科学与工程]